Forma de conexión de los hilos de la resistencia termopar
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Los termopares son de dos hilos, mientras que las resistencias térmicas suelen conectarse mediante un sistema de tres hilos. Se utiliza un sistema de tres cables con el fin de eliminar los errores de medición causados por la resistencia de los cables de conexión. Esto se debe a que el circuito utilizado para medir la resistencia térmica suele ser un puente eléctrico desequilibrado. La resistencia térmica, al funcionar como una de las resistencias de los brazos del puente eléctrico, también incluye en sí misma los cables de conexión (desde la resistencia térmica hasta la sala de control). Esta parte de la resistencia es desconocida y varía con la temperatura ambiental, lo que genera errores en las mediciones. Se utiliza un sistema de tres cables: uno de los cables se conecta al terminal de alimentación del puente eléctrico, mientras que los otros dos cables se conectan respectivamente a los brazos del puente donde se encuentra la resistencia térmica y al brazo adyacente. De esta manera, se eliminan los errores de medición causados por la resistencia de los cables. Actualmente, existen tres métodos principales para conectar los cables de la resistencia térmica:**Sistema de dos cables**: En este método, se conecta un cable en cada extremo de la resistencia térmica para transmitir la señal de resistencia. Es un método sencillo, pero debido a que siempre existe una resistencia en los cables, esta resistencia depende de la materiales y longitud de los mismos. Por lo tanto, este método solo es adecuado para aplicaciones donde se requiere una precisión menor.
**Sistema de tres cables**: En este método, se conecta un cable en un extremo de la resistencia térmica, y dos cables en el otro extremo. Este método se utiliza habitualmente junto con el puente eléctrico, ya que permite reducir efectivamente la influencia de la resistencia de los cables. Es el método más utilizado en el control industrial. Sistema de cuatro cables: Se denomina sistema de cuatro cables al método en el cual se conectan dos cables en cada extremo de la resistencia térmica. Estos dos cables suministran una corriente constante I a la resistencia térmica, lo que permite convertir su valor R en una señal de voltaje U. Luego, los otros dos cables se utilizan para transmitir la señal U al instrumento de medición secundario. Se puede ver que este método de conexión permite eliminar por completo el efecto de la resistencia de los cables, siendo utilizado principalmente para la detección de temperatura de alta precisión. Termopar referencia http://www.tcwdyb.com
Conocimientos básicos sobre resistencias y termopares
Existen diferencias entre el sistema de dos líneas y la conexión de dos líneas: 1. Por “sistema de líneas” se entiende la cantidad de cables que se utilizan para alimentar el instrumento y para transmitir las señales estándar. El sistema de dos cables permite suministrar energía a través de dos conductores, al mismo tiempo que se transmite la señal estándar de 4–20 mA. Una señal que no cumple con este estándar no se denomina de dos líneas. 2. La resistencia térmica solo puede considerarse como una “resistencia de conexión de varios cables”. Por ejemplo, en el caso de la conexión de tres cables para la resistencia, existen cables de equilibrio que se utilizan para realizar compensaciones, lo cual permite eliminar los errores de medición causados por la resistencia de los cables.
1. Las tres formas de conexión de la resistencia de platino Pt100 difieren en su principio de funcionamiento: el sistema de dos cables y el sistema de tres cables utilizan el método del puente eléctrico para realizar las mediciones; finalmente, se obtiene la relación entre el valor de temperatura y el valor de salida analógica. El sistema de cuatro cables no cuenta con puente; simplemente se utiliza una fuente de corriente constante para enviar la señal, y un voltímetro para medirla. Finalmente, se obtiene el valor de la resistencia medida. 2. Influencia de las tres formas de conexión del resistencia térmica Pt100 en la precisión de medición. La resistencia de los cables de conexión y la resistencia de contacto pueden afectar significativamente la precisión de medición de la resistencia de platino Pt100. Las conexiones en tres o cuatro hilos para esta resistencia permiten eliminar efectivamente este tipo de influencias. Los dispositivos de detección conectados a las resistencias térmicas (instrumentos de medición, entradas DCS, etc.) cuentan con cuatro terminales de conexión: I+, I-, V+ y V-. Entre ellos, los terminales I+ e I- sirven para proporcionar una corriente constante a la resistencia de platino Pt100. Por su parte, V+ y V- se utilizan para detectar los cambios de voltaje en la resistencia térmica, lo que permite medir los cambios de temperatura. Por favor, consulte las imágenes siguientes:
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Conexión de Pt100 en sistema de dos cables; Conexión de Pt100 en sistema de tres cables; Conexión de Pt100 en sistema de cuatro cables.
① En el caso del sistema de cuatro cables para Pt100, se conectan 2 cables desde cada extremo de la resistencia térmica (en total, 4 cables). En esta configuración, los circuitos de medición de voltaje y los circuitos eléctricos están separados. Esto permite una mayor precisión en las mediciones, pero se requieren más cables. ②El sistema de tres cables para Pt100 consiste en utilizar tres cables para conectar la resistencia de platino Pt100. Al conectar el Pt100, el terminal de referencia del circuito de corriente y el terminal de referencia del circuito de medición de voltaje son el mismo cable (es decir, los terminales I y V del dispositivo de medición se conectan entre sí). La precisión es ligeramente mejor; en los entornos industriales, generalmente se utilizan resistencias de platino de tres hilos. ③El sistema de dos cables para Pt100 consiste en utilizar dos cables para conectar la resistencia de platino Pt100. Al conectar el Pt100, el circuito de corriente y el circuito de medición de voltaje se unen en uno solo (es decir, los terminales I- y V- del dispositivo de medición se conectan entre sí, al igual que los terminales I+ y V+). La precisión de la medición es baja.
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Conexión de Pt100 en sistema de dos cables; Conexión de Pt100 en sistema de tres cables; Conexión de Pt100 en sistema de cuatro cables.
① En el caso del sistema de cuatro cables para Pt100, se conectan 2 cables desde cada extremo de la resistencia térmica (en total, 4 cables). En esta configuración, los circuitos de medición de voltaje y los circuitos eléctricos están separados. Esto permite una mayor precisión en las mediciones, pero se requieren más cables. ②El sistema de tres cables para Pt100 consiste en utilizar tres cables para conectar la resistencia de platino Pt100. Al conectar el Pt100, el terminal de referencia del circuito de corriente y el terminal de referencia del circuito de medición de voltaje son el mismo cable (es decir, los terminales I y V del dispositivo de medición se conectan entre sí). La precisión es ligeramente mejor; en los entornos industriales, generalmente se utilizan resistencias de platino de tres hilos. ③El sistema de dos cables para Pt100 consiste en utilizar dos cables para conectar la resistencia de platino Pt100. Al conectar el Pt100, el circuito de corriente y el circuito de medición de voltaje se unen en uno solo (es decir, los terminales I- y V- del dispositivo de medición se conectan entre sí, al igual que los terminales I+ y V+). La precisión de la medición es baja.